EP0180768B1 - Flüssigkeitsfilter, insbesondere für Kraftstoff - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a liquid filter for fuel according to the preamble of the main claim.
- a filter is already known from DE-OS-2 547 857, in which a wound filter element is arranged in a housing, which consists of a cup-shaped housing part and an associated housing cover.
- a wound filter element is arranged in a housing, which consists of a cup-shaped housing part and an associated housing cover.
- both the two housing parts are connected to one another and the dirt and clean side in the housing are separated from one another with a single adhesive point spanning the filter element in a ring.
- An additional anchoring results from the fact that an edge zone of the housing part is widened over a first and a second shoulder and its edge is flanged on the housing cover.
- this design has the disadvantage that the lid with its edge is supported directly on the second shoulder of the edge zone in the area of the gluing point.
- the edge of the cover protruding into the gluing point thus forms two separate chambers filled with adhesive. This promotes detachments and hairline cracks when the hot-melt adhesive swells and shrinks during operation, which can lead to leaks between the dirty and clean side.
- Another disadvantage is that the wall thickness of the lid is much thicker at the edge than the wall thickness of the housing part, so that different starting materials are necessary.
- the edge of the cover encloses the spaces filled with adhesive between the winding element and the housing part; if the cover strikes the housing part, the adhesive must fill the available spaces exactly. There is therefore a risk of overdosing of adhesive, which can lead to clogging of the filter surface or to a radial compression of the filter element.
- the strongly conical bottom of the housing part also requires a lot of space.
- the liquid filter according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that, while avoiding the disadvantages mentioned, it enables an inexpensive line filter type which has a relatively large filter area in the smallest installation space and also has a long service life compared to aggressive fuels.
- the liquid filter also favors a simple, compact and inexpensive construction. The problems associated with swelling and shrinking of the adhesive can be mastered more safely.
- FIG. 1 shows a longitudinal section through a first exemplary embodiment of the liquid filter with a wound filter insert
- FIG. 2 shows a detail according to FIG. 1 on an enlarged scale
- FIG. 3 shows a longitudinal section through a second one Design with screen cylinder insert.
- FIG. 1 shows a liquid filter 10, which is designed as a line filter and accommodates an axially flowed through filter insert 14 designed as a winding in a metallic housing 11 with two connections 12, 13 for inlet and outlet.
- the housing 11 consists of an essentially cup-shaped housing part 15 and a cover 16, both of which are made of aluminum and on which the connections for the inlet (12) and outlet (13) are each formed centrally as a hose connector.
- an annular adhesive point 18 is formed on the circumference of the wound filter element 14, which separates the dirty and clean side from one another in the housing 11 and at the same time seals the outside between the housing part 15 and the cover 16.
- the housing part 15 merges from a hollow cylindrical section 21, against which the wound filter element 14 rests, via a first shoulder 22 into a central, expanded section 23.
- the middle section 23 in turn merges via a second shoulder 24, which serves as a stop, into an outer section 25, which ends in an outer, bent edge 26 which is crimped with a cover 16.
- the middle section 23 is expanded so much with the aid of the first shoulder 22 that its distance from the wound filter element 14 is a multiple of the wall thickness of the housing part 15 in the edge zone 19.
- the first shoulder 22 is therefore substantially wider than the second shoulder 24 serving as a stop.
- the cover 16 inserted into the housing part 15 has a cylindrical cover section 27 with which it is guided in the outer section 25 of the housing part 15.
- This cover section 27 merges via an outer shoulder 28 into a freely projecting ring section 29, which extends both at a distance from the circumference of the wound filter element 14 and from the central section 23.
- the cover 16 is supported with its outer shoulder 28 on the second shoulder 24 of the housing part 15 and thus forms a stop for both components.
- the cover 16 is thus firmly connected to the housing part 15 by the stop 24, 28 and the flanged edge 26 in the longitudinal direction of the liquid filter 10.
- the ring section 29 ends at a certain distance from the first shoulder 22, so that an annular section 31 of U-shaped cross section is formed between the wound filter element 14, the first shoulder 22 and the middle section 23, which is close to the end face 17 around the circumference of the filter element 14 runs around and which is filled with a hot melt adhesive, which forms the adhesive point 18.
- This adhesive point 18 seals both the wound filter insert 14 in the housing 11 and the two housing elements 15, 16 from one another.
- the annular space 31, which is U-shaped in cross section, gives the hotmelt adhesive an excellent gap chamber both in the axial and in the radial direction, as a result of which an adhesive point which is resistant to aggressive fuels is achieved.
- the ring section 29 projecting freely into the annular space 31 can now introduce less forces into the adhesive location 18 and is therefore less exposed to vibrations, which advantageously counteracts the detachment of the adhesive.
- the winding filter element 14 is supported on the outlet side on ribs 32 arranged in a star shape and fixed to the housing.
- the base of the housing part 15 is thereby stiffened and can therefore be made relatively flat and thin.
- a center tube 33 in the wound filter element 14 is closed on the inflow side by a plastic stopper 34.
- the liquid filter 10 can be produced in a particularly simple and efficient manner.
- the wound filter element 14 is provided near its end face 17 along the circumference with an adhesive bead made of hot-melt adhesive, which is pressed into a predetermined shape in a manner known per se.
- the wound filter element 14 prepared in this way is then sumped into the cup-shaped housing 15 in a manner known per se, the adhesive bead partially melting on the outside under the action of heat and the wound filter element 14 coming into contact with the ribs 32.
- the cover 16 Simultaneously with the sinking of the wound filter element 14, the cover 16 is inserted into the housing part 15 up to its stop and the edge 26 is flanged.
- the ring section 29 penetrates into the partially melted hot melt adhesive and, after it has cooled and solidified at the same time, leads to an intimate and firm connection between the housing elements 15, 16 radial chamber largely turned off, so that in particular a good seal to the outside and between dirty and clean side is achieved.
- the liquid filter 10 can thus be produced inexpensively in a few process steps, the effort being kept low by the single adhesive point 18 for two sealing functions and a large filter area can be accommodated in the smallest possible installation space.
- the housing part 15 can advantageously be designed as an extruded part which, with its relatively flat bottom, enables a space-saving filter design.
- FIG. 3 shows a second liquid filter 40, which differs from that according to FIG. 1 as follows, the same reference numerals being used for the same components.
- the structurally identical housing 11 now accommodates a screen cylinder insert 41 instead of a wound filter element.
- This pot-shaped sieve cylinder insert 41 has at its open end an annular, widened and thickened edge part 42 which has an outer annular bead 43.
- the cover 16 overlaps the edge part 42 with its cylindrical cover section 27 such that its outer shoulder 28 together with the annular bead 43 produces a longitudinally positive connection, the ring section 29 partially resting on the edge part 42 centering the two components 16 and 41 to one another.
- the ring section 29 of the cover 16 projects beyond the edge part 42 in such a way that an annular space 31 with a U-shaped cross section is formed, which is filled with hot-melt adhesive.
- the second liquid filter 40 can be produced in a similarly simple manner as the first liquid filter 10.
- the screen cylinder insert 41 is first pressed into the cover 16.
- An annular bead of hot-melt adhesive is then applied and preformed in a corresponding manner on the edge part 42 along the circumference.
- the pre-machined screen cylinder insert 41 is sunk in the housing part 15 in a manner known per se under the influence of heat and the edge 26 is simultaneously crimped.
- the fuel flowing in at the connection 12 can flow axially through the cylindrical cylinder insert 40 both radially and at the bottom of its cylindrical walls and reaches the connection 13 in a cleaned manner.
- small ribs can be provided in the cover 16 on the flanged edge 26 as an additional anti-rotation device between the housing part 15 and the cover 16, as a result of which cold welding zones occur in the rib region when the cover 16 is crimped.
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Description
- Die Erfindung geht aus von einem Flüssigkeitsfilter für Kraftstoff nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein solches Filter aus der DE-OS-2 547 857 bekannt, bei dem ein Wickelfilterelement in einem Gehäuse angeordnet ist, das aus einem becherformigen Gehäuseteil und einem zugeordneten Gehäusedeckel besteht. Hierbei verden mit einer einzigen, das Filterelement ringförmig umspannenden Klebestelle sowohl die beiden Gehäuseteile miteinander verbunden als auch Schmutz- und Reinseite im Gehäuse voneinander getrennt. Eine zusätzliche Verankerung ergibt sich dadurch, daß eine Randzone des Gehäuseteils über eine erste und eine zweite Schulter aufgeweitet und mit ihrem Rand am Gehäusedeckel verbördelt ist. Obwohl bei diesem Flüssigkeitsfilter nur eine einzige Klebestelle für zwei Funktionen vorgesehen ist, hat diese Bauart doch den Nachteil, daß sich hier der Deckel mit seinem Rand unmittelbar an der zweiten Schulter der Randzone im Bereich der Klebestelle abstützt. Der in die Klebestelle hineinragende Rand des Deckels bildet dadurch zwei voneinander getrennte, mit Klebstoff gefüllte Kammern. Dies begünstigt bei dem im Betrieb auftretenden Quellen und Schrumpfen des Heißschmelzklebers Ablösungen und Haarrisse, wodurch zwischen Schmutz- und Reinseite Leckstellen auftreten können. Nachteilig ist ferner daß die Wandstärke des Deckels am Rand wesentlich stärker ist als die Wanddicke des Gehäuseteils, so daß unterschiedliche Ausgangsmaterialien notwendig sind. Als ungünstig kann sich ferner erweisen, daß der Rand des Deckels die mit Klebstoff gefüllten Räume zwischen dem Wickelelement und dem Gehäuseteil einschließt; bei am Gehäuseteil anschlagendem Deckel muß der Klebstoff die verfügbaren Räume genau ausfüllen. Es besteht daher die Gefahr einer Überdosierung von Klebstoff, was zu einem Zusetzen von Filterfläche bzw. zu einem radialen Zusammenpressen des Filterelements führen kann. Der stark konische Boden des Gehäuseteils erfordert außerdem viel Raum.
- Ferner ist aus der DE-OS-3 226 808 ein Flüssigkeitsfilter in Leitungsfilterbauart bekannt, bei dem ein Wickelelement in ein topfförmiges Gehäuseteil eingesetzt ist, welches durch einen Deckel verschlossen wird. Durch ausreichende Spaltkammerung des Klebstoffs an der Dichtstelle zwischen Wickelelement und Gehäuseteil ist dafür gesorgt daß diese Dichtstelle auch aggressiven Kraftstoffen wie z. B. Methanol möglichst lange standhält. Von Nachteil bei diesem Flüssigkeitsfilter ist aber, daß hier eine zusätzliche Abstandsscheibe mit Doppel-T-Querschnitt zwischen Filterelement und Deckel notwendig ist. Zudem ist zwischen Deckel und Gehäuseteil eine zweite Dichtstelle nach außen hin erforderlich. Dies führt zu einer bezüglich Kosten und Bauraum relativ aufwendigeren Lösung.
- Das erfindungsgemäße Flüssigkeitfilter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß es unter Vermeidung der erwähnten Nachteile eine preisgunstige Leitungsfilterbauart ermöglicht, welche bei kleinstem Bauraum eine relativ große Filterfläche aufweist und auch gegenüber aggressiven Kraftstoffen eine hohe Lebensdauer erreicht. Das Flüssigkeitsfilter begünstigt zudem eine einfache, kompakte und billige Bauweise. Die mit dem Quellen und Schrumpfen des Klebstoffs verbundenen Probleme lassen sich sicherer beherrschen.
- Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Flüssigkeitsfilters möglich.
- Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert Die Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel des Flüssigkeitsfilters mit einem Wickelfiltereinsatz, Figur 2 eine Einzelheit nach Figur 1 in vergrößertem Maßstab und Figur 3 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform mit Siebzylindereinsatz.
- Die Figur 1 zeigt ein Flüssigkeitsfilter 10, das als Leitungsfilter ausgebildet ist und in einem metallischen Gehäuse 11 mit zwei Anschlüssen 12, 13 für Einlaß und Auslaß einen axial durchströmten, als Wickel ausgebildeten Filtereinsatz 14 aufnimmt.
- Das Gehäuse 11 besteht aus einem im wesentlichen becherförmigen Gehäuseteil 15 und einem Deckel 16, die beide aus Aluminium bestehen und an denen die Anschlüsse für Einlaß (12) bzw. Auslaß (13) jeweils als Schlauchanschlußstutzen zentrisch ausgebildet sind. Nahe einer zuflußseitigen Stirnseite 17 ist am Umfang des Wickelfilterelements 14 eine ringförmige Klebestelle 18 ausgebildet, welche im Gehäuse 11 Schmutz- und Reinseite voneinander trennt und zugleich zwischen Gehäuseteil 15 und Deckel 16 nach außen hin abdichtet.
- Die Ausbildung des Flüssigkeitsfilters 10 im Bereich der Klebestelle 18 ist besonders deutlich aus Figur 2 erkennbar. Das Gehäuseteil 15 geht im Bereich einer dem Deckel 16 zugewandten Randzone 19 aus einem hohlzylindrischen Abschnitt 21, an welchem das Wickelfilterelement 14 anliegt, über eine erste Schulter 22 in einen mittleren, aufgeweiteten Abschnitt 23 über. Der mittlere Abschnitt 23 geht seinerseits über eine als Anschlag dienende zweite Schulter 24 in einen äußeren Abschnitt 25 über, der in einem äußeren, umgebogenen und mit Deckel 16 verbördelten Rand 26 ausläuft. Der mittlere Abschnitt 23 ist mit Hilfe der ersten Schulter 22 so stark aufgeweitet, daß sein Abstand vom Wickelfilterelement 14 ein Mehrfaches der Wanddicke des Gehäuseteils 15 in der Randzone 19 beträgt. Die erste Schulter 22 ist daher wesentlich breiter ausgebildet als die als Anschlag dienende zweite Schulter 24.
- Der in das Gehäuseteil 15 eingesetzte Deckel 16 weist einen zylindrischen Deckelabschnitt 27 auf, mit dem er im äußeren Abschnitt 25 des Gehäuseteiles 15 geführt ist. Dieser Deckelabschnitt 27 geht über eine Außenschulter 28 in einen frei auskragenden Ringabschnitt 29 über, der sowohl im Abstand vom Umfang des Wickelfilterelements 14 als auch vom mittleren Abschnitt 23 verläuft. Der Deckel 16 stützt sich mit seiner Außenschulter 28 an der zweiten Schulter 24 des Gehäuseteils 15 ab und bildet damit einen Anschlag für beide Bauelemente. Der Deckel 16 ist somit durch den Anschlag 24, 28 sowie den umgebördelten Rand 26 in Längsrichtung des Flüssigkeitsfilters 10 fest mit dem Gehäuseteil 15 verbunden. Der Ringabschnitt 29 endet in einigem Abstand von der ersten Schulter 22, so daß durch ihn zwischen Wickelfilterelement 14, erste Schulter 22 und mittleren Abschnitt 23 ein im Querschnitt U-förmiger Ringraum 31 ausgebildet ist, der nahe der Stirnseite 17 um den Umfang des Filterelements 14 herum verläuft und der mit einem Heißschmelzkleber ausgefüllt ist, welcher die Klebestelle 18 bildet. Durch diese Klebestelle 18 ist sowohl der Wickelfiltereinsatz 14 im Gehäuse 11 als auch die beiden Gehäuseelemente 15, 16 zueinander abgedichtet. Der im Querschnitt U-förmige Ringraum 31 ergibt für den Heißschmelzkleber eine ausgezeichnete Spaltkammerung sowohl in axialer als auch in radialer Richtung, wodurch eine gegen aggressive Kraftstoffe widerstandsfähige Klebestelle erreicht wird. Der frei in den Ringraum 31 ragende Ringabschnitt 29 kann nun weniger Kräfte in die Klebestelle 18 einleiten und ist somit Schwingungen weniger stark ausgesetzt, was Ablöseerscheinungen des Klebstoffs vorteilhaft entgegenwirkt.
- Das Wickelfilterelement 14 stützt sich ablaufseitig an gehäusefesten, sternförmig angeordneten Rippen 32 ab. Der Boden des Gehäuseteils 15 wird dadurch versteift und kann daher relativ flach und dünn ausgebildet werden. Ein Mittelrohr 33 im Wickelfilterelement 14 ist zuflußseitig durch einen Kunststoffstopfen 34 verschlossen.
- Das Flüssigkeitsfilter 10 läßt sich in besonders einfacher und rationeller Weise herstellen. Zuerst wird das Wickelfilterelement 14 nahe seiner Stirnseite 17 längs des Umfangs mit einer Kleberraupe aus Heißschmelzkleber versehen, die in an sich bekannter Weise auf eine vorgegebene Form gepreßt wird. Das so vorbereitete Wickelfilterelement 14 wird anschließend in an sich bekannter Weise in das becherförmige Gehäuse 15 eingesumpft, wobei unter Wärmeeinwirkung der Klebstoffwulst außen teilweise anschmilzt und wobei das Wickelfilterelement 14 an den Rippen 32 zur Anlage kommt. Gleichzeitig mit dem Einsumpfen des Wickelfilterelements 14 wird der Deckel 16 im Gehäuseteil 15 bis auf seinen Anschlag eingesetzt und der Rand 26 umgebördelt. Dabei dringt der Ringabschnitt 29 in den teilweise geschmolzenen Heißschmelzkleber ein und führt nach dessen Abkühlung und gleichzeitigem Erstarren zu einer innigen und festen Verbindung zwischen den Gehäuseelementen 15, 16. Ein Anlösen des Heißschmelzklebers infolge des Methanol-Kraftstoffgemisches ist in diesem Verband durch die gute axiale und radiale Kammerung weitestgehend ausgeschaltet, so daß insbesondere eine gute Abdichtung nach außen und zwischen Schmutz- und Reinseite erreicht wird. Das Flüssigkeitsfilter 10 läßt sich somit in wenigen Verfahrensschritten preisgünstig herstellen, wobei durch die einzige Klebestelle 18 für zwei Dichtfunktionen der Aufwand gering gehalten wird und bei kleinstmöglichem Bauraum eine große Filterfläche untergebracht werden kann. Das Gehäuseteil 15 kann dabei in vorteilhafter Weise als Fließpreßteil ausgebildet werden, das mit seinem relativ flachen Boden eine raumsparende Filterbauweise ermöglicht.
- Die Figur 3 zeigt ein zweites Flüssigkeitsfilter 40, das sich von demjenigen nach Figur 1 wie folgt unterscheidet, wobei für gleiche Bauelemente gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
- Das baugleiche Gehäuse 11 nimmt in seinem Innern anstelle eines Wickelfilterelements nunmehr einen Siebzylindereinsatz 41 auf. Dieser topfförmig ausgebildete Siebzylindereinsatz 41 hat an seinem offenen Ende ein ringförmiges, aufgeweitetes und verdicktes Randteil 42, das einen außenliegenden Ringwulst 43 aufweist. Der Deckel 16 übergreift mit seinem zylindrischen Deckelabschnitt 27 das Randteil 42 derart, daß seine Außenschulter 28 zusammen mit dem Ringwulst 43 eine in Längsrichtung förmschlüssige Verbindung herstellt, wobei der teilweise am Randteil 42 anliegende Ringabschnitt 29 die beiden Bauelemente 16 und 41 zueinander zentriert. Der Ringabschnitt 29 des Deckels 16 überragt das Randteil 42 in einer Weise, daß wiederum ein im Querschnitt U-förmiger Ringraum 31 ausgebildet ist, der mit Heißschmelzkleber gefüllt ist.
- Das zweite Flüssigkeitsfilter 40 läßt sich in ähnlich einfacher Weise herstellen wie das erste Flüssigkeitsfilter 10. Beim zweiten Flüssigkeitsfilter 40 wird zuerst der Siebzylindereinsatz 41 in den Deckel 16 eingepreßt. Anschließend wird in entsprechender Weise am Randteil 42 längs des Umfangs eine ringförmige Raupe aus Heißschmelzkleber aufgebracht und vorgeformt. Anschließend wird der so vorbearbeitete Siebzylindereinsatz 41 im Gehäuseteil 15 in an sich bekannter Weise unter Wärmeeinwirkung eingesumpft und gleichzeitig der Rand 26 verbördelt.
- Der am Anschluß 12 zufließende Kraftstoff kann den Siebzylindereinsatz 40 an seinen zylindrischen Wänden sowohl radial als auch an seinem Boden axial durchströmen und gelangt gereinigt zum Anschluß 13.
- Selbstverständlich sind Änderungen an den gezeigten Ausführungsformen möglich. So können am umgebördelten Rand 26 als zusätzliche Verdrehsicherung zwischen Gehäuseteil 15 und Deckel 16 kleine Rippen im Deckel 16 vorgesehen werden, wodurch beim Einbördeln des Deckels 16 im Rippenbereich Kaltschweißzonen entstehen.
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